Universität zu Köln

Barbarino, Verena (2021). Macrophage-mediated antibody dependent effector function in aggressive B cell lymphoma treatment. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Bruton’s Tyrosin Kinase (BTK)-Inhibitoren und monoklonale Antikörper sind ein wichtiger Bestandteil der Behandlung von chronisch lymphatischer Leukämie (CLL), Morbus Waldenström, Mantelzell-Lymphom und diffuses großzelliges B-Zell-Lymphom (DLBCL). Klinische Studien beschäftigten sich bereits mit der Kombination solcher niedermolekularer Inhibitoren und monoklonalen Antikörpern. Aufbauend darauf befasst sich diese Arbeit mit dem Verständnis der Synergie beider Therapien auf zellulärer und molekularer Ebene. Hier konnte gezeigt werden, dass der BTK-Inhibitor Ibrutinib zusammen mit monoklonalen Antikörpern die Makrophagen-vermittelte Phagocytose von malignen B-Zellen erhöht. BTK-Inhibitoren der zweiten Generation führten hier jedoch zu keiner erhöhten Phagocytoserate, woraufhin mit Hilfe von Kinaseaktivitätsprofilen die Januskinase (JAK) 2 als Off-Target von Ibrutinib hervorgehoben werden konnte. Die direkte Inhibition von JAK in vitro, sowie JAK2 knock out (KO) in vivo in Kombination mit monoklonalen Antikörpern zeigte dabei eine erhöhte Phagocytoserate und längeres Überleben. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass der Phänotyp von Makrophagen durch die Inhibition von JAK beeinflusst wird und JAK2 KO Lymphom-Zellen weniger programmed cell death ligand (PD-L1) exprimieren. Beide Effekte können dabei den Mechanismus hinter der gesteigerten Phagocytosrate erklären. Zusammenfassend deutet diese Arbeit darauf hin, dass die Synergie von ibrutinib mit monoklonalen Antikörpern unabhängig von der Inhibition von BTK agiert, dafür jedoch über die Inhibition des Januskinase/ signal transducers and activators of transcription (JAK/STAT) Signalwegs. Aus diesem Grund stellen Inhibitoren des JAK/STAT Signalwegs in Kombination mit monoklonalen Antikörpern eine wichtige Therapiemöglichkeit von B-Zell-Lymphomen dar. Unabhängig von dieser Arbeit konnte unser Labor der Arbeitsgruppe Pallasch zeigen, dass eine Mutation von TP53 in B-Zell-Lymphomen die Makrophagen-vermittelte Phagocytose von Chemoimmunotherapie (CIT) blockiert. Diese Resistenz gegen CIT wurde durch erhöhte PD-L1 Expression sowie vermehrte Ausschüttung von extrazellulären Vesikeln (EV) verursacht. Darauf aufbauend beweist diese Arbeit, dass die Blockade von EVs der B-Zell-Lymphome mit mutiertem TP53 in vivo zu einer erhöhten Überlebensrate und Resonanz auf CIT führte. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass die Behandlung von B-Zell-Lymphomen mit mutiertem TP53 mit anti-PD1 Antikörpern oder einem zusätzlichen KO in PD-L1 das Überleben sowie die Reaktion auf CIT verbessert. Zusammenfassend belegt diese Arbeit, dass die Blockade von Immuncheckpoints und EVs in B-Zell-Lymphomen mit mutiertem TP53 eine wichtige Rolle in der Aktivierung von Makrophagen-vermittelte Phagocytose durch CIT spielt.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated title:	Title Language Macrophage-mediated antibody dependent effector function in aggressive B cell lymphoma treatment English
Translated abstract:	Abstract Language Inhibition of the Bruton’s Tyrosine Kinase (BTK) via ibrutinib and tumour surface antigen targeting monoclonal antibodies have become an important treatment strategy in chronic lymphocytic leukaemia (CLL), Waldenström’s macroglobulinemia, Mantle cell lymphoma, and non-GCB diffuse large B cell lymphoma (DLBCL). Clinical trials have already considered the combination of such small molecule inhibitors with monoclonal antibodies, without prior assessment of the biological understanding between their potential synergistic interactions. Therefore, the work of this thesis has evaluated the synergistic interaction of BTK-inhibitors and monoclonal antibody therapy via macrophage mediated antibody dependent cellular phagocytosis (ADCP). Whilst the first generation BTK-inhibitor ibrutinib exhibited an increased ADCP, second generation BTK-inhibitors failed to synergistically interact with monoclonal antibody treatment. To understand the differential effect of first and second generation BTK-inhibitors, kinase activity profiling was undertaken and identified significant inhibition of janus kinase (JAK) 2 only under ibrutinib treatment. Validating this potential off-target effect via JAK inhibition in vitro as well as with JAK2 knock out (KO) experiments in vivo, increased ADCP and prolonged survival was shown, respectively. Moreover, JAK inhibition led to a change of macrophage polarisation and additionally JAK2 KO lymphoma cells showed a decreased expression of programmed cell death ligand 1 (PD-L1). Both effects could explain the mechanism of action behind the increase in ADCP under JAK inhibition. Taken together, this data supports the synergistic interaction of ibrutinib and monoclonal antibodies being independent of the inhibition of BTK, but rather of the inhibition of the janus kinase/ signal transducers and activators of transcription (JAK/STAT) signalling pathway. For this reason, JAK/STAT signalling inhibitors in combination with monoclonal antibodies display new potential treatment strategies in B cell malignancies activating macrophage immune responses. Independently, the AG Pallasch laboratory demonstrated that PD-L1 upregulation and increased release of extracellular vesicles (EVs) mediates resistance of B cell lymphoma with a loss of TP53 to chemoimmunotherapy (CIT) by suppressing macrophage phagocytosis. Here, the work of this thesis has validated in vivo that blocking the release of EVs derived from TP53 deficient B cell lymphoma cells improved survival and response to CIT. Moreover, using anti-PD-1 antibodies or B cell lymphoma cells with a KO in PD-L1 improved the survival and response to CIT of B cell lymphoma cells with a loss of TP53. In summary, immune checkpoint inhibition and EVs in B cell lymphoma with a loss in TP53 display important targets in re-activating macrophage phagocytosis induced by CIT. English
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Barbarino, Verena verena.barbarino@outlook.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-531485
Date:	2021
Place of Publication:	Köln
Language:	English
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	CECAD - Cluster of Excellence Cellular Stress Responses in Aging-Associated Diseases
Subjects:	Life sciences
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language macrophages phagocytose b cell immunology oncology English
Date of oral exam:	23 July 2021
Referee:	Name Academic Title Pallasch, Christian Prof. Dr. Krüger, Marcus Prof. Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/53148